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2.光通量(Lm): 1cd(1新烛光)之球心光源,所发出之光到达半径为1m球面上 时,以光束的单位表示通过该球面上之1㎡圆形平面之光量时 即为1Lm。1Lm/steradian即相当于1cd。 3.照明度 (illnminance)： 来自光源之光投射于某一平面上时,其明亮的程度 ,即称 之照明度,其单位称之为勒克司(Lux),当1Lm的光束垂直 照射于之面1cm2体积上时,其照明度即为1Lux 。 4.单位亮度(brightness)： 表示某一平面之明亮程度,其相当于单位面积发光强度。其 单位以cd/cm2(新烛光/平方米)或1m/sr.m2(流明/球面度平 方米)表示。 5.发光效率(Lm/w)： 表示光源每单位功率对应之光通量以Lm/w表示。
子 將電 上 .可 頂 電流 廈屋 向 順 P型大 利用 送至 運
屋頂導電帶 3F
下 聲落 結合 一 通" 電洞 "噗 即與 後 屋頂導電帶
3F 扑通
VD !!!
2F 1F
禁 帶
2F禁帶 1F 價電子帶 N型大廈 圖3-8 以二極體之發光原由為例予以說明
價電子 帶
P型大廈
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耗乏範圍 P N P N
P 型範圍 P
N型範圍 N Ra N
P
反向
(a) PN接合時于p部位施加Θ壓﹐n部位施加⊕壓時 ﹐則pn接合部位處無電流導通。
順向
(b) 于pn接合之p部位施加⊕壓﹐n部位施加Θ壓﹐ 即有電流導通。
圖3-6 施加有外電場時之Pn接合
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二.半导体的发光理由
• 给LED加上反向电流IR,LED显示反向VF值,称为VR单位uA,
• 6.反向电流(Reverse Current):IR
• IR:漏电流.VR5V@IR<10uA • LED加上反向压降後其显示电流值,反向电流越小越好.
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• 7.崩潰电压(VZ):
LED之反向崩溃电压
Fig.1 RELATIVE INTENSITY VS. WAVELENGTH
1.0
RELATIVE RADIANT INTENSITY
0.5
0
475 510 525 540 575
WAVELENGTH (nm)
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四.立体角(solid angle)&球面度(steradian)
导电带
導通帶 禁帶 EF
自由電子
导电带
電洞 EF 價電子帶
价电子带 N型半導體
a.P型內並無自由電子而係形成電洞
P型半導體
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扩散电压
VD(Diffusion Voltage)
• 图b,即PN接合部位的能量图。接合部位处之能量是成弯曲状态。 • 就PN结合部位而言,最靠近Ｐ型部位处之Ｎ型部位内的电子,因以 一定程度向Ｐ型部位内进行扩散,故Ｎ型部位是与已扩散之电子 能量相当,而使“-”电荷相对减少,成为带“＋”电荷的状态。 • 相同地,Ｐ型部位亦有一定程度之电洞,向N型部位内扩散,成为与 其扩散值相当之带有“-”电荷的状态。 • 如此,Ｐ型与Ｎ型两部位间因扩散之影响而变为带电,以及与其带 电之电位相当的反向电位差(Ｐ部位为“-” ﹑Ｎ部位为“＋”) 。此电位差, 称之为扩散电压(VD)。
接合形成 VD EF EF 價電子帶 b.未加外部施加電壓的平衡狀態
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禁帶
• 图C所示,当顺向电压时,VD是使电子自N型向P型范围进行跃迁,但 确宛如有欲超逾妨碍之能量的壁垒存在,因此施加反向电压将使 此项壁垒成为愈益增高的状态.电流无法导通.图D所示.
順向
順向
-
+ EF
+
VD -V
+
- VD -V
EF
+
EF VD +V
c.p型施壓加 + 壓 N型施 c.p型施壓加 加 - 壓時 加 - 壓時
+ 壓 N型施
d.p型施壓加 - 壓 N型施 d.p型施壓加 加 + 壓時 加 + 壓時
- 壓
• 因受施加顺向电压之影响,致使电子由N型向P型范围内跃迁,且 圖 3-7 半導體之能帶的模式 圖 3-7 半導體之能帶的模式 其电子具有与P型内之电洞对应,以及与禁带宽约略相等之能差 。当进入P型范围之电子与电洞结合时,其电能即以光或热的形 态释出,其所释出之能是随该物质之禁带宽度的不同,而有差异 。
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•
•
•
LED发光原理比喻如图中N型大厦,其屋顶上有可自由移动的球体(电子);而P 型大厦之屋顶上,并无球体(电子)不足之处。因P型大厦的位臵高于N型大厦 (其高度恰与VD之值相当)。 当施加顺向电压时,可使N型大厦之球体,支送到P型大厦的屋顶上,于是球体 进入P型大厦1F内之空区之位臵,球体落下时可产生噗通的坠落声响。声响 的音色,因高度不同,而有变化,音响(声音大小)就类比于LED所发的光,而与 音色(音频高低)相当之光的颜色,即为其波长.球体的数目可使声响之大小 改变一般,利用电流导通的多寡亦可使光之强度随之改变。 此注入原并未具有的载体来运送的电流的P型范围内之电子,则称之为少数 载体的注入（自N型大厦将球体运送至P型大厦,就相当于少数载体之注入。 二极管之顺向电流的导通,即为少数载体的注入）.
Kenny Mao
2005/5/20
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第叁章.电子原理篇 第肆章.光学&电氣特性术语解說 第伍章.使用注意事項
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第叁章
电子原理篇
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一.LED单向导电性
• 图3-5所示﹐为PN接合处尚未施加电压时的模式.P型范围及N型 范围内﹐分别有电洞及电子存在﹐而其界面处是成互未结合的 分离状态。
0
0.1
1 F(频率)=1/T(时间)
T(ms)
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• 4.順向电压 Forward Voltage :VF
• VF:LED工作之正向压降,设定IF=20mA条件下,测试LED正向VF值 ,单位V,相同IF条件下不同LEDVF有不同,故须因应因客户需要 进行分VF等级
• 5.逆向电压(Reverse Voltage):VR
耗乏範圍 P N P
P 型範圍 P
N型範圍 N
P
N
反向
(a) PN接合時于p部位施加Θ壓﹐n部位施加⊕壓時 ﹐則pn接合部位處無電流導通。
順向
(b) 于pn接合之p部位施加⊕ 即有電流導通。
圖3-6 施加有外電場時之Pn接合 chang © 2000 Xu
• 图b.PN节施加正向电压时:电子被“+”压所吸引而向P型范围内 移动,电洞则相反,因“-”吸引而向N型范围移动。 • 当电压高于一定程度时,则无论电子或电洞都均将超越此PN接合 接面,而形成电流导通状态。电流仅能由P型部位向N型部位导通, 不能反向导通,此为单向导通的原因.
1.0 A B C D 2 3 8 4 2 6 5 9 10
0.5
0
350
400
450
500
550
600
650
700
750
800
850
900
950
1000
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三.△λ光谱半频宽(Spectral
Line Half-width)
• 在LED谱线的峰值两侧±△λ处,存在两个光强等于峰值(最大 光强度)一半的点,此两点分别对应λp-△λ,λp+△λ之间宽 度叫谱线宽度,也称半功率宽度。
二. 光學特性之解說
• • • • 1.λp:(峰值波长Peak Wavelength) 与LED峰值光强或能量,相对应的波长,叫峰值波长,用λp表示。 2.λd:(主波长Dominant Wavelength): 以人眼所见的可见光区(400-700), 决定发光体或物体的光线主要 落在什么波长. • 3.λp和λd有何不同？ • λp发光体或物体(经由反射或穿透)在分光仪上量得的能量 (IV&Power )其峰值对应的波长. • λd是以人眼所见的可见光区(400-700nm),以决定发光体或物体的 光线主要落在什么波长,此为人眼所看到的实际波长。
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一.最大額定(Absolute Maximum Ratings)…(Ta=25℃)
• • • • • • • • • • • 1.最大消耗功率(Power Dissipation)>>>Pd: Pd: 80～150mW P(功率)=I(电流)xV(电压) 2.顺向电流(Forward Current) >>>IF: IF:LED正向导通之电流 最大电流IF=30mA 电性测试电流IF=20mA 安全使用电流IF<18mA 3.峰值电流(Peak Forward Current>>>IFP: IFP:100～150mA （Condition for IFP is pulse of 1/10 duty and 0.1msec width） I(mA) 150
• 自点光源所发出之光,通常逐渐扩散为球面状。半径为1球面上的圆 形面积为1时,由其中心至该圆形平面所成角度,称为立体角(solid angle),而与半径为1之球面上之单位面积圆对应的立体角,即称为 球面度(steradian)。
半径为1之球面 (b) 立體角的大小 此球面上之面積S係表示立體 角的大小(其單位為球面度) P O Sr= A r2 P
(a) 立體角 O 此圖形內所圍成之空間 即稱為立體角